JPH088227A

JPH088227A - 半導体製造方法および装置

Info

Publication number: JPH088227A
Application number: JP13477494A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Suzuki; 慎一鈴木; Seiichi Kato; 誠一加藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-06-17
Filing date: 1994-06-17
Publication date: 1996-01-12

Abstract

(57)【要約】【目的】価格を低減し、プラズマエッチングとその前
処理とを行うことができる半導体製造方法および装置を
提供する。【構成】ウェハ７を載置するエッチング電極２ａおよ
びプラズマ１２を発生させる高周波電源２ｃからなるエ
ッチング機構２と、エッチングの前処理である紫外光ベ
ーク処理を行う前処理機構３と、プラズマ１２から放出
される紫外光１３を選択的に透過させる光学フィルタ６
ａと、紫外光１３を集める集光ミラー６ｂと、チャンバ
１に反応ガスを供給するガス供給機構４と、チャンバ１
から真空を排気する真空排気装置５とから構成され、エ
ッチング機構２と前処理機構３とが同一のチャンバ１内
に設置されているものであり、チャンバ１内において、
ウェハ７のエッチングとその前処理とを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造技術におい
て、半導体ウェハ（以降、単にウェハという）に行うエ
ッチングとその前処理に関し、特に同一の処理室内でエ
ッチングとその前処理とを行う半導体製造方法および装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以下に説明する技術は、本発明を開発す
るに際し、本発明者によって検討されたものであり、そ
の概要は次のとおりである。

【０００３】プラズマを利用してウェハのエッチングを
行うと、前記プラズマ中から供給される熱のため、ウェ
ハの表面温度は上昇する。そこで、前記ウェハ上に形成
されたレジスト膜がその耐熱性を越えると、前記レジス
ト膜が変質したり、パターンの変形を起こすことがあ
る。このレジスト膜の耐熱性を向上させるために、紫外
光を用いた前処理が行われている。

【０００４】ここで、一般的に紫外光を用いたエッチン
グの前処理には専用の半導体製造装置が使用され、その
構成はプラズマを用いるエッチング装置とほぼ同じであ
り、紫外光照射系、真空排気系、ガス供給系および高周
波電源などである。

【０００５】なお、エッチングの前処理の技術について
は、産業図書株式会社発行「半導体ドライエッチング技
術」平成４年１０月６日発行、徳山巍（編著）、１８６
頁〜１９４頁に紹介されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記した技
術において、エッチングとその前処理の両方のプロセス
処理を別々の半導体製造装置を用いて行う場合に、以下
のような問題点が考えられる。

【０００７】まず、前処理を必要としない場合（通常の
プラズマエッチング装置だけを用いた場合）に比べ、使
用する半導体製造装置の価格が高くなる。さらに、ウェ
ハに付着する異物の量が増加し、また、処理時間も長く
なることにより、作業の効率向上に悪影響を及ぼす。

【０００８】そこで、本発明の目的は、価格を低減し、
プラズマエッチングとその前処理とを行うことができる
半導体製造方法および装置を提供することである。

【０００９】また、本発明の他の目的は、ウェハへの付
着異物を低減し、さらに、ウェハの処理時間を低減する
ことである。

【００１０】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１２】すなわち、本発明による半導体製造方法
は、同一の処理室内において、ウェハに対して、プラズ
マから放出される紫外光による紫外光ベークと、エッチ
ングとを行うことである。

【００１３】また、本発明による半導体製造装置は、ウ
ェハを載置するエッチング電極およびプラズマを発生さ
せる高周波電源からなるエッチング機構と、エッチング
前にその前処理を行う前処理機構と、前記プラズマから
放出される紫外光を前記ウェハに照射する紫外光照射手
段と、処理室内の浮遊物の移動を遮断する浮遊物遮断手
段とから構成され、前記エッチング機構と前記前処理機
構とが同一の処理室内に設置されているものである。

【００１４】さらに、前記紫外光照射手段は、紫外光を
選択的に透過させる光学的フィルタと、前記紫外光を反
射させてウェハ上に集める集光ミラーとからなり、また
前記ウェハを載置する前処理ステージが回転式であり、
該前処理ステージのウェハ載置面が前記エッチング機構
側に向けられた状態で斜めに設置されているものであ
る。

【００１５】なお、前記前処理機構は、前処理時にウェ
ハを載置する前処理ステージと、該前処理ステージを加
熱する加熱手段とからなるものである。

【００１６】また、前記浮遊物遮断手段は、前記光学的
フィルタを金属メッシュ式にするか、あるいは、エッチ
ング電極の前処理ステージ寄りの端と、該前処理ステー
ジの該エッチング電極寄りの端とが、処理室内の浮遊物
の平均自由行程より離れて配置されているものである。

【００１７】

【作用】上記した手段によれば、半導体製造装置のエッ
チング機構と前処理機構とが同一の処理室内に設置され
ていることにより、エッチングの前処理である紫外光ベ
ークと、エッチングとを同一の処理室内で行うことがで
き、紫外光照射系、真空排気装置、ガス供給系および高
周波電源などが１式で済む。その結果、前記半導体製造
装置の価格を低減することができる。

【００１８】さらに、前記紫外光照射手段が、紫外光を
選択的に透過させる光学的フィルタと、紫外光を反射さ
せてウェハ上に集める集光ミラーとからなり、またウェ
ハを載置する前処理ステージが回転式で、かつそのウェ
ハ載置面が前記エッチング機構側に向けられた状態で斜
めに設置されていることにより、前記紫外光だけを透過
させた後、該紫外光を反射させ集めて、ウェハ上に均一
に照射することができる。

【００１９】なお、前記前処理機構が、ウェハを載置す
る前処理ステージと、該前処理ステージを加熱する加熱
手段とからなることにより、前処理時に前記前処理ステ
ージを加熱し、その温度を調節することができる。

【００２０】また、前記浮遊物遮断手段として、光学的
フィルタを金属メッシュ式にするか、あるいは、エッチ
ング電極の前処理ステージ寄りの端と、該前処理ステー
ジの該エッチング電極寄りの端とを、処理室内の浮遊物
の平均自由行程より離して配置することにより、プラズ
マ中から発生したイオンやラジカルなどの浮遊物を前処
理ステージ上へ流さないように遮断することができる。

【００２１】これらによって、紫外光ベーク処理による
前処理特性を均一化することができる。

【００２２】また、エッチングとその前処理とを同一の
処理室で行い、さらに、前記前処理特性を均一化するこ
とにより、ウェハの動作（雰囲気）の数（大気＋真空＋
処理＋処理＋搬送＋大気）を減らすことができる。

【００２３】さらに、ウェハの前記動作（雰囲気）の数
を減らすことができるため、ウェハ１枚あたりの処理に
要する時間を短縮することができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００２５】（実施例１）図１は本発明の半導体製造装
置の構造の一実施例を示す部分断面図、図２は本発明の
半導体製造装置によるプロセス処理後のウェハの状態の
一実施例を示す図であり、(a) はフォトレジスト現像
後、(b) は紫外光ベーク後、(c) はエッチング後におけ
るそれぞれウェハの部分断面図である。

【００２６】まず、本実施例１の半導体製造装置の構成
について説明すると、ウェハ７を載置するエッチング電
極２ａおよびプラズマ１２を発生させる高周波電源２ｃ
からなるエッチング機構２と、エッチング前にその前処
理を行う前処理機構３と、プラズマ１２から放出される
紫外光１３をウェハ７に照射する紫外光照射手段と、処
理室であるチャンバ１内の浮遊物の移動を遮断する浮遊
物遮断手段と、チャンバ１に反応ガスを供給するガス供
給機構４と、チャンバ１から真空を排気する真空排気装
置５とから構成され、エッチング機構２と前処理機構３
とが同一のチャンバ１内に設置されているものである。

【００２７】つまり、本実施例１による半導体製造装置
は、同一のチャンバ１内において、ウェハ７に対して、
エッチングの前処理である紫外光ベークと、エッチング
とを行うものである。

【００２８】ここで、前記エッチング機構２は、平行平
板形ドライエッチング装置に設けられるエッチング機構
部と同様のものであり、ウェハ７を載置するステージ形
状を有したエッチング電極２ａと、その対向電極である
アノード電極２ｂと、前記エッチング電極２ａを絶縁さ
せる絶縁板２ｅと、プラズマ１２を発生させる高周波電
源２ｃなどから構成されている。

【００２９】また、紫外光ベークを行う前処理機構３
は、ウェハ７を載置する電極である前処理ステージ３ａ
と、ヒータ用電源３ｃにより前処理ステージ３ａを加熱
する加熱手段である加熱ヒータ３ｂとから構成されてい
る。

【００３０】なお、真空排気装置５は真空ポンプなどに
よるものであり、エッチング機構２の近傍に設置されて
いる。

【００３１】さらに、前記半導体製造装置には、前記紫
外光照射手段と前記浮遊物遮断手段とが設けられてい
る。

【００３２】ここで、前記紫外光照射手段は、紫外光１
３だけを選択的に透過させる光学的フィルタ６ａと、紫
外光１３を反射させてウェハ７上に集める集光ミラー６
ｂとからなり、さらに、前処理ステージ３ａを回転式と
するものであり、前処理ステージ３ａが、そのウェハ載
置面３ｄをエッチング機構２側に向けた状態で斜めに設
置されている。なお、前記光学的フィルタ６ａは石英な
どによって形成されるものである。

【００３３】また、前記浮遊物遮断手段は、前記光学的
フィルタ６ａを、該光学的フィルタ６ａにアルミニウム
などの金属をメッシュ状に蒸着させた金属メッシュ式に
するか、あるいは、エッチング電極２ａの前処理ステー
ジ３ａ寄りの端と、前処理ステージ３ａのエッチング電
極２ａ寄りの端とを、チャンバ１内に存在するイオン８
やラジカル９などの浮遊物の平均自由行程（分子などが
飛び出してから次の分子などに衝突するまでの距離）よ
り離した状態で配置することである。

【００３４】次に、本実施例１による半導体製造装置を
用いてウェハ７のエッチングとその前処理を行う半導体
製造方法について説明する。

【００３５】まず、フォトレジスト膜１４が形成された
ウェハ７を現像した後（図２（ａ）参照）、ウェハ７を
図示しない搬送装置によってゲートバルブ１ａを介し、
前処理時の電極である前処理ステージ３ａ上に搬送し、
そこでエッチングの前処理である紫外光ベーク処理を行
う。

【００３６】これは、プラズマ１２から放出される紫外
光１３を用いて行う処理である。なお、前記半導体製造
装置には、紫外光照射手段である光学的フィルタ６ａと
集光ミラー６ｂとが設けられている。これにより、光学
的フィルタ６ａは紫外光１３だけを選択的に透過させ、
その後、集光ミラー６ｂによって紫外光１３を反射させ
てウェハ７の上部付近に収集する。

【００３７】この時、集光ミラー６ｂの反射面が湾曲し
ているため、反射した紫外光１３をウェハ７上に集める
ことができる。

【００３８】さらに、ウェハ７が載置される前処理ステ
ージ３ａが回転式であり、前処理ステージ３ａのウェハ
載置面３ｄがエッチング機構２側に向けられた状態で斜
めに設置されていることにより、前処理時に前処理ステ
ージ３ａを回転させれば、ウェハ７上に紫外光１３を均
一に照射することができる。

【００３９】また、紫外光ベーク特性を向上させるため
に、加熱手段である加熱ヒータ３ｂによって前処理ステ
ージ３ａを加熱し、これにより、ウェハ７の裏面を１０
０〜２５０℃程度に加熱する。

【００４０】なお、プラズマ１２中には、エッチングに
寄与するＣＦｘ⁺などのイオン８やＣＦｘ^*などの化学
的に活性なラジカル９や電子１０などの浮遊物が存在す
るため、アルミニウムなどの金属をメッシュ状に蒸着さ
せた光学的フィルタ６ａを用いて、紫外光ベーク処理に
不要な前記浮遊物の移動を遮断する。

【００４１】また、前記金属メッシュ方式の光学的フィ
ルタ６ａを用いる代わりに、エッチング電極２ａの前処
理ステージ３ａ寄りの端と、前処理ステージ３ａのエッ
チング電極２ａ寄りの端とを、チャンバ１内の前記浮遊
物の平均自由行程より離して配置しておけば、前記浮遊
物が前処理ステージ３ａ上へ移動するのを防止すること
ができる。

【００４２】これによって、ウェハ７に対して、エッチ
ングの前処理である紫外光ベーク処理を終了する。ここ
で、前記ウェハ７は、フォトレジスト膜１４が硬化され
た状態になっている（図２（ｂ）参照）。

【００４３】続いて、前処理が終了したウェハ７を図示
しない搬送装置によってステージでもあるエッチング電
極２ａ上に搬送し、そこでウェハ７のエッチングを行
う。

【００４４】この時、チャンバ１内は真空ポンプなどの
真空排気装置５によって真空が排気された状態であり、
さらに、ガス供給機構４によって、エッチングに必要な
反応ガスをチャンバ１内に導入する。なお、前記反応ガ
スとしては、ＣＦ₄、ＣＦ₃などのフレオンガスを使用
する。

【００４５】また、プラズマ１２を発生させるための高
周波電力は、高周波電源２ｃからブロッキングコンデン
サ２ｄを通じて、エッチング電極２ａへ伝搬され、これ
によって、チャンバ１内にプラズマ１２が発生する。こ
のプラズマ１２中には、前記したように、エッチングに
寄与するＣＦｘ⁺などのイオン８やＣＦｘ^*などの化学
的に活性なラジカル９や電子１０などが存在し、これら
がエッチング電極２ａ上のウェハ７をエッチングする。

【００４６】さらに、エッチング時、ウェハ７を冷却す
るためのヘリウムガスなどの冷却媒体が、ヘリウム供給
管２ｆを介して、ウェハ７の裏面あるいはエッチング電
極２ａの表面に供給され、ウェハ７を冷却し、その温度
を調整することができる。

【００４７】これによって、ウェハ７のエッチング処理
が終了する。この時のウェハ７は、ＳｉＯ₂などの被エ
ッチング膜１５が除去され、Ｓｉなどの下地膜１６が露
出した状態となっている（図２（ｃ）参照）。

【００４８】なお、エッチングの前処理およびエッチン
グを終了したウェハ７は、図示しない搬送装置によって
ゲートバルブ１ａを介してチャンバ１の外部へ搬送され
る。

【００４９】次に、本実施例１の半導体製造方法および
装置によれば、以下のような効果が得られる。

【００５０】すなわち、エッチング機構２と前処理機構
３とが同一のチャンバ１内に設置されていることによ
り、ガス供給機構４、真空排気装置５、および高周波電
源２ｃなどが１式で済む。その結果、前記半導体製造装
置の価格を低減することができる。

【００５１】また、ランプを用いた場合の紫外光１３は
その経時変化によって劣化するが、本実施例１による紫
外光１３は、プラズマ１２から放出されるものであるた
め、劣化することがなく、常に安定した紫外光１３をウ
ェハ７上に照射することができる。したがって、ランプ
を使用しない分の価格も低減することができる。

【００５２】なお、紫外光照射手段である光学的フィル
タ６ａと集光ミラー６ｂとが設けられたことにより、紫
外光１３だけを透過させた後、該紫外光１３を反射させ
て集め、ウェハ７上に均一に照射することができる。

【００５３】また、前処理時に前処理ステージ３ａをそ
の加熱手段である加熱ヒータ３ｂによって加熱し、その
温度を調節することができる。

【００５４】さらに、金属メッシュ式の光学的フィルタ
６ａを用いるか、あるいは、エッチング電極２ａの前処
理ステージ３ａ寄りの端と、前処理ステージ３ａのエッ
チング電極２ａ寄りの端とを、チャンバ１内の浮遊物の
平均自由行程より離して配置することにより、プラズマ
１２中から発生したイオン８やラジカル９などの浮遊物
を前処理ステージ３ａ上へ流さないように遮断すること
ができる。

【００５５】これらによって、紫外光ベーク処理による
前処理特性を均一化することができる。

【００５６】また、エッチングとその前処理とを同一の
チャンバ１内で行い、さらに、前記前処理特性を均一化
することができるため、ウェハ７の動作（雰囲気）の数
（大気＋真空＋処理＋処理＋搬送＋大気）を減らすこと
ができる。これによって、前処理からエッチングまでに
ウェハ７に付着する異物量を低減させることができ、さ
らに、製品の歩留りを向上させることができる。

【００５７】また、ウェハ７の前記動作（雰囲気）の数
を減らすことができるため、ウェハ７の１枚あたりの処
理に要する時間を短縮することができる。その結果、前
処理からエッチングまでにかかる処理全体の時間を短縮
することができる。

【００５８】なお、前処理特性を均一化することができ
ることにより、前処理時間を制御して、前処理の時間と
エッチングの時間とを同じにすれば、異なった２枚のウ
ェハ７の前処理とエッチングとを同時に行うことが可能
になる。これによって、ウェハ７の処理能力を約２倍に
することができる。

【００５９】（実施例２）図３は本発明の他の実施例で
ある半導体製造装置の構造の一例を示す部分断面図であ
る。

【００６０】まず、本実施例２の半導体製造装置の構成
について説明すると、ウェハ７を載置するエッチング電
極２ａおよびプラズマ１２を発生させる高周波電源２ｃ
からなるエッチング機構２と、エッチング前にその前処
理を行う前処理機構３と、プラズマ１２から放出される
紫外光１３をウェハ７に照射する紫外光照射手段と、処
理室であるチャンバ１内の浮遊物の移動を遮断する浮遊
物遮断手段と、チャンバ１にマイクロ波を導入するマイ
クロ波導入機構１１と、チャンバ１に反応ガスを供給す
るガス供給機構４と、チャンバ１から真空を排気する真
空排気装置５とから構成され、エッチング機構２と前処
理機構３とが同一のチャンバ１内に設置されているもの
である。

【００６１】つまり、本実施例２による半導体製造装置
は、マイクロ波ドライエッチング装置で設けられている
機構を応用するものであり、実施例１の半導体製造装置
同様、同一のチャンバ１内において、ウェハ７のエッチ
ングとその前処理である紫外光ベーク処理とを行うもの
である。なお、前記チャンバ１が石英などによって形成
されることで、金属元素による汚染を減らし、マイクロ
波を透過させることができる。

【００６２】さらに、マイクロ波導入機構１１によって
マイクロ波をチャンバ１内に導入することにより、プラ
ズマ１１の生成効率を高めるものであり、高濃度のイオ
ン８やラジカル９を形成することが可能である。前記マ
イクロ波導入機構１１は、マイクロ波を発生させるマイ
クロ波発振器１１ａと、前記マイクロ波をチャンバ１内
に導入する導波管１１ｂとから構成されている。

【００６３】また、エッチング機構２はウェハ７を載置
するステージ形状を有するエッチング電極２ａと、エッ
チング電極２ａを絶縁させる絶縁板２ｅと、プラズマ１
２を発生させる高周波電源２ｃなどから構成されてい
る。

【００６４】なお、エッチングの前処理である紫外光ベ
ークを行う前処理機構３は、ウェハ７を載置する電極で
ある前処理ステージ３ａと、ヒータ用電源３ｃにより前
処理ステージ３ａを加熱する加熱手段である加熱ヒータ
３ｂとから構成されている。

【００６５】また、真空排気装置５は真空ポンプなどに
よるものであり、エッチング機構２の近傍に設置されて
いる。

【００６６】ここで、前記半導体製造装置には、前記紫
外光照射手段と前記浮遊物遮断手段とが設けられてい
る。前記紫外光照射手段は、プラズマ１２から放出され
た紫外光１３を導く光ファイバ６ｃと、前記紫外光１３
をウェハ７上に拡散させて照射する光拡散板６ｄとから
なるものである。

【００６７】さらに、前記浮遊物遮断手段は、エッチン
グ電極２ａの前処理ステージ３ａ寄りの端と、前処理ス
テージ３ａのエッチング電極２ａ寄りの端とを、チャン
バ１内に存在するイオン８やラジカル９などの浮遊物の
平均自由行程（分子などが飛び出してから次の分子など
に衝突するまでの距離）より離した状態で配置すること
である。

【００６８】次に、本実施例２による半導体製造装置を
用いてウェハ７のエッチングとその前処理を行う半導体
製造方法について説明する。

【００６９】まず、フォトレジスト膜１４が形成された
ウェハ７を現像した後（図２（ａ）参照）、ウェハ７を
図示しない搬送装置によってゲートバルブ１ａを介し、
前処理時の電極である前処理ステージ３ａ上に搬送し、
そこでエッチングの前処理である紫外光ベーク処理を行
う。

【００７０】これは、プラズマ１２から放出される紫外
光１３を用いて行う処理である。なお、前記半導体製造
装置には、紫外光照射手段である光ファイバ６ｃと光拡
散板６ｄとが設けられている。これによって、前記紫外
光１３を光ファイバ６ｃを介してウェハ７上に導き、さ
らに、光拡散板６ｄにより、紫外光１３をウェハ７上に
拡散させて均一に照射する。

【００７１】また、紫外光ベーク特性を向上させるため
に、加熱手段である加熱ヒータ３ｂによって前処理ステ
ージ３ａを加熱し、これにより、ウェハ７の裏面を１０
０〜２５０℃程度に加熱する。

【００７２】なお、プラズマ１２中には、エッチングに
寄与するＣＦｘ⁺などのイオン８やＣＦｘ^*などの化学
的に活性なラジカル９や電子１０などの浮遊物が存在す
るため、エッチング電極２ａの前処理ステージ３ａ寄り
の端と、前処理ステージ３ａのエッチング電極２ａ寄り
の端とを、チャンバ１内の前記浮遊物の平均自由行程よ
り離して配置しておくことにより、前記浮遊物がエネル
ギーを保有した状態で前処理ステージ３ａ上へ移動する
のを防止することができる。

【００７３】これによって、ウェハ７に対して、エッチ
ングの前処理である紫外光ベーク処理を終了する。ここ
で、前記ウェハ７は、フォトレジスト膜１４が硬化され
た状態になっている（図２（ｂ）参照）。

【００７４】続いて、前処理が終了したウェハ７を図示
しない搬送装置によってステージでもあるエッチング電
極２ａ上に搬送し、そこでウェハ７のエッチングを行
う。

【００７５】なお、本実施例２による半導体製造装置
は、マイクロ波発振器１１ａによって発生したマイクロ
波を、導波管１１ｂおよび導入部１１ｃを介してチャン
バ１内に導入し、高密度のプラズマ１２を発生させるも
のである。したがって、前記プラズマ１２中より発生す
る紫外光１３も強力なものである。

【００７６】ここで、チャンバ１内は真空ポンプなどの
真空排気装置５によって真空が排気された状態であり、
さらに、ガス供給機構４によって、エッチングに必要な
反応ガスをチャンバ１内に導入する。なお、前記反応ガ
スとしては、ＣＦ₄、ＣＦ₃などのフレオンガスを使用
する。

【００７７】また、プラズマ１２を発生させるための高
周波電力は、高周波電源２ｃからブロッキングコンデン
サ２ｄを通じて、エッチング電極２ａへ伝搬され、これ
によって、チャンバ１内にプラズマ１２が発生する。こ
のプラズマ１２中には、前記したように、エッチングに
寄与するＣＦｘ⁺などのイオン８やＣＦｘ^*などの化学
的に活性なラジカル９や電子１０などが存在し、これら
がエッチング電極２ａ上のウェハ７をエッチングする。

【００７８】さらに、エッチング時、ウェハ７を冷却す
るためのヘリウムガスなどの冷却媒体が、ヘリウム供給
管２ｆを介して、ウェハ７の裏面あるいはエッチング電
極２ａの表面に供給され、ウェハ７を冷却し、その温度
を調整することができる。

【００７９】これによって、ウェハ７のエッチング処理
が終了する。この時のウェハ７は、ＳｉＯ₂などの被エ
ッチング膜１５が除去され、Ｓｉなどの下地膜１６が露
出した状態となっている（図２（ｃ）参照）。

【００８０】なお、エッチングの前処理およびエッチン
グを終了したウェハ７は、図示しない搬送装置によっ
て、ゲートバルブ１ａを介してチャンバ１の外部へ搬送
される。

【００８１】次に、本実施例２の半導体製造方法および
装置によれば、以下のような効果が得られる。

【００８２】すなわち、本実施例２による半導体製造装
置は、マイクロ波を発生させるマイクロ波発振器１１ａ
と、前記マイクロ波をチャンバ１内に導入する導波管１
１ｂとが設置されていることにより、チャンバ１内に前
記マイクロ波を導入することができる。したがって、高
密度のプラズマ１２を発生させることができる。

【００８３】その結果、強力な紫外光１３を放出するこ
とができるため、エッチングの前処理である紫外光ベー
ク処理において、フォトレジスト膜１４をより硬化させ
ることができる。

【００８４】また、紫外光照射手段として光ファイバ６
ｃと、光拡散板６ｄとが設けられたことによって、紫外
光１３をウェハ７上に拡散させて均一に照射することが
できる。これによって、紫外光ベーク処理による前処理
特性を均一化することができる。

【００８５】なお、本実施例２の半導体製造方法および
装置によるその他の効果については、実施例１で説明し
たものと同様であるため、その重複説明は省略する。

【００８６】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることは言うまでもない。

【００８７】例えば、実施例１および実施例２で説明し
た処理室内の浮遊物の移動を遮断する浮遊物遮断手段
は、光学的フィルタを設置するか、または、エッチング
電極と前処理ステージの配置を前記浮遊物の平均自由行
程より離すことであったが、これらはどちらか片方を行
ってもよいし、その両方を同時に行ってもよい。

【００８８】また、前記光学フィルタは、石英によるも
のだけではなく、ガラス板や該ガラス板の表裏両面にア
ルミニウムなどの汚染になりにくい金属を蒸着させたも
のでもよい。

【００８９】つまり、ガラス板を間に挟むことにより、
紫外光を選択的に透過し、さらに、アルミニウムなどの
金属をメッシュ状に蒸着させることにより、前記浮遊物
の移動を遮断することができる。

【００９０】なお、本実施例１および本実施例２による
半導体製造装置は、レジスト膜の耐熱性が強く要求され
るＳｉＯ₂酸化膜のドライエッチング装置に利用すると
特に有効と思われるが、イオン打ち込み処理とその前処
理である紫外光ベーク処理とを同一の処理室で行う半導
体製造装置などにも利用できる。

【００９１】この場合、前記レジスト膜の劣化を防ぎ、
イオン打ち込み後のレジスト膜除去を容易にすることが
できる。

【００９２】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００９３】（１）．本発明による半導体製造装置に設
置される前処理機構とエッチング機構とが同一の処理室
内に設置されているため、真空排気装置、ガス供給機
構、および高周波電源などが１式で済む。その結果、前
記半導体製造装置の価格を低減することができる。

【００９４】さらに、プラズマから放出される紫外光を
用いることにより、前記紫外光が劣化することなく、常
に安定した紫外光を照射することができる。したがっ
て、ランプを使用しない分の価格も低減することができ
る。

【００９５】（２）．本発明による半導体製造装置は、
マイクロ波を発生させるマイクロ波発振器と前記マイク
ロ波を処理室内に導入する導波管とが設置されているこ
とにより、前記処理室内にマイクロ波を導入することが
でき、高密度のプラズマを発生させることができる。そ
の結果、強力な紫外光を放出することができるため、紫
外光ベーク処理において、レジスト膜をより硬化させる
ことができる。

【００９６】（３）．前記半導体製造装置に紫外光照射
手段である光学的フィルタと集光ミラーとが設けられた
ことにより、紫外光をウェハ上に均一に照射することが
できる。さらに、前処理時に前処理ステージをその加熱
手段である加熱ヒータによって加熱し、その温度を調節
することができる。

【００９７】また、浮遊物遮断手段として、金属メッシ
ュ式の光学的フィルタを用いるか、あるいは、エッチン
グ電極の前処理ステージ寄りの端と、該前処理ステージ
のエッチング電極寄りの端とを、処理室内の浮遊物の平
均自由行程より離して配置することにより、前記浮遊物
を前処理ステージ上へ移動させないように遮断すること
ができる。

【００９８】これらによって、紫外光ベーク処理による
前処理特性を均一化することができる。

【００９９】（４）．エッチングとその前処理とを同一
のチャンバ１内で行い、さらに、前記前処理特性を均一
化することができるため、ウェハの動作（雰囲気）の数
（大気＋真空＋処理＋処理＋搬送＋大気）を減らすこと
ができる。これによって、前処理からエッチングまでに
ウェハに付着する異物量を低減させることができ、さら
に、製品の歩留りを向上させることができる。

【０１００】（５）．ウェハの前記動作（雰囲気）の数
を減らすことができるため、ウェハの１枚あたりの処理
に要する時間を短縮することができる。その結果、前処
理からエッチングまでにかかる処理全体の時間を短縮す
ることができる。

【０１０１】（６）．前処理特性を均一化することがで
きることにより、前処理時間を制御して、前処理の時間
とエッチングの時間とを同じにすれば、異なった２枚の
ウェハの前処理とエッチングとを同時に行うことが可能
になる。これによって、ウェハの処理能力を約２倍にす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体製造装置の構造の一実施例を示
す部分断面図である。

【図２】本発明の半導体製造装置によるプロセス処理後
のウェハの状態の一実施例を示す図であり、(a) はフォ
トレジスト現像後、(b) は紫外光ベーク後、(c) はエッ
チング後におけるそれぞれウェハの部分断面図である。

【図３】本発明の他の実施例である半導体製造装置の構
造の一例を示す部分断面図である。

【符号の説明】

１チャンバ（処理室）１ａゲートバルブ２エッチング機構２ａエッチング電極２ｂアノード電極２ｃ高周波電源２ｄブロッキングコンデンサ２ｅ絶縁板２ｆヘリウム供給管３前処理機構３ａ前処理ステージ３ｂ加熱ヒータ（加熱手段）３ｃヒータ用電源３ｄウェハ載置面４ガス供給機構５真空排気装置６ａ光学的フィルタ６ｂ集光ミラー６ｃ光ファイバ６ｄ光拡散板７ウェハ８イオン９ラジカル１０電子１１マイクロ波導入機構１１ａマイクロ波発振器１１ｂ導波管１１ｃ導入部１２プラズマ１３紫外光１４フォトレジスト膜１５被エッチング膜１６下地膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/302 ＨＺ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラズマを利用してウェハのエッチング
とその前処理である紫外光ベークとを行う半導体製造方
法であって、同一の処理室内において、前記ウェハに対
して、前記プラズマから放出される紫外光による紫外光
ベークと、エッチングとを行うことを特徴とする半導体
製造方法。
【請求項２】請求項１記載の半導体製造方法であっ
て、光学的フィルタによって、前記紫外光を選択的に透
過させ、該紫外光を前記ウェハ上に均一に照射すること
を特徴とする半導体製造方法。
【請求項３】プラズマを利用してウェハにエッチング
とその前処理である紫外光ベークとを行う半導体製造装
置であって、前記ウェハを載置するエッチング電極およ
び前記プラズマを発生させる高周波電源からなるエッチ
ング機構と、エッチング前にその前処理を行う前処理機
構と、前記プラズマから放出される紫外光を前記ウェハ
に照射する紫外光照射手段と、処理室内の浮遊物の移動
を遮断する浮遊物遮断手段と、前記処理室に反応ガスを
供給するガス供給機構と、前記処理室から真空を排気す
る真空排気装置とから構成され、前記エッチング機構と
前記前処理機構とが同一の前記処理室内に設置されてい
ることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項４】請求項３記載の半導体製造装置であっ
て、前記紫外光照射手段は、前記紫外光を選択的に透過
させる光学的フィルタと、前記紫外光を反射させて前記
ウェハ上に集める集光ミラーとからなり、また前記ウェ
ハを載置する前処理ステージが回転式であり、該前処理
ステージのウェハ載置面が前記エッチング機構側に向け
られた状態で斜めに設置されていることを特徴とする半
導体製造装置。
【請求項５】プラズマを利用してウェハにエッチング
とその前処理である紫外光ベークとを行う半導体製造装
置であって、マイクロ波を発生させるマイクロ波発振器
と、前記マイクロ波を処理室内に導入する導波管と、前
記ウェハを載置するエッチング電極および前記プラズマ
を発生させる高周波電源からなるエッチング機構と、エ
ッチング前にその前処理を行う前処理機構と、前記プラ
ズマから放出される紫外光を前記ウェハに照射する紫外
光照射手段と、処理室内の浮遊物の移動を遮断する浮遊
物遮断手段と、前記処理室に反応ガスを供給するガス供
給機構と、前記処理室から真空を排気する真空排気装置
とから構成され、前記エッチング機構と前記前処理機構
とが同一の前記処理室内に設置されていることを特徴と
する半導体製造装置。
【請求項６】請求項５記載の半導体製造装置であっ
て、前記紫外光照射手段が前記紫外光を導く光ファイバ
と、前記紫外光を前記ウェハ上に拡散させる光拡散板と
からなることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項７】請求項３，４，５または６記載の半導体
製造装置であって、前記前処理機構が前記前処理ステー
ジと、該前処理ステージを加熱する加熱手段とからなる
ことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項８】請求項３，４，５，６または７記載の半
導体製造装置であって、前記浮遊物遮断手段は、前記光
学的フィルタを金属メッシュ式にするか、あるいは、前
記エッチング電極の前処理ステージ寄りの端と、該前処
理ステージの該エッチング電極寄りの端とが、前記処理
室内の浮遊物の平均自由行程より離れて配置されている
ことを特徴とする半導体製造装置。